Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Лаб3_v.1.pdf (бересневич) будет обновляться - с

...pdf

Скачиваний:

Добавлен:

11.05.2015

Размер:

716.09 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 32 3 > Следующая >>>

Из таблицы видно, что фактическое время реверберации на некоторых частотах отличается от оптимального более чем на 10 %, поэтому необходимо выполнить расчеты по формулам (3.3) и (3.4).

Примечание: коэффициент m в условиях нашего климата рекомендуется взять для влажности 80%

3. Находим требуемый

коэффициент

поглощения

тр

и соответствующую ему

эквивалентную площадь поглощения (Aтр):

а) на частотах 125 Гц, 250 Гц, 500 Гц, 1000 Гц:

0,163V

1 exp

0,176

тр

S Tопт

тр

30,001 м2 .

тр

б) на частоте 2000 Гц с учетом коэффициента m:

0,163 4mT V

1 exp

0,171

тр

S Tопт

тр

29,240 м2 .

тр

в) на частоте 4000 Гц с учетом коэффициента m:

0,163 4mT V

1 exp

0,164

тр

S Tопт

тр

28,092 м2 .

тр

г) на частоте 8000 Гц с учетом коэффициента m:

0,163 4mT V

1 exp

0,151

тр

S Tопт

тр

25,767 м2 .

тр

4.Фактическая эквивалентная площадь поглощения, Афакт (м2) см. таблицу 6.

5.Дополнительная эквивалентная площадь поглощения Aдоп , которую необходимо

обеспечить в данном помещении для улучшения его акустических свойств рассчитывается следующим образом:

Aдоп Aтр Aфакт

Результаты расчетов по пунктам 3-5 сведены в таблицу 7.

Таблица 7 – Расчет требуемого коэффициента поглощения и Адоп

	125 Гц	250 Гц	500 Гц	1000 Гц	2000 Гц	4000 Гц	8000 Гц
αтр	0,176	0,176	0,176	0,176	0,171	0,164	0,151
Aтр	30,001	30,001	30,001	30,001	29,2405	28,092	25,767
Афакт	42,72	34,26	25,00	18,96	15,65	14,90	16,78
Адоп	-12,71	-4,26	5,01	11,04	13,59	13,19	8,98

Примечание:

Данный расчетный метод (пункт 3.1) применяется для расчета акустических параметров залов (различных театров, кинотеатров и т.д.) для обеспечения наилучшего качества звучания. Целью же нашей работы является защита помещения от несанкционированного прослушивания речевой информации. Поэтому на частотах 125 Гц и 250 Гц изменять (уменьшать) эквивалентную площадь звукопоглощения, как того требует этот расчетный метод, не требуется.

В случае расчета нами акустических параметров зала, мы на частотах 125 Гц и 250 Гц уменьшали бы эквивалентную площадь звукопоглощения, для того чтобы не ухудшать слышимость речи.

6.Определяем площадь SП , покрытия материалом с большим коэффициентом

поглощения, например, плитами гипсовыми перфорированными с пористым заполнителем (см. таблицу 3), который необходимо использовать, что бы обеспечить дополнительную площадь поглощения:

а) на частоте 500 Гц

S				Aдоп	9,3м2 .
S		П	материала		9,3м2 .
		П

б) на частоте 1000 Гц
S				Aдоп	11,7м2 .
S	П		материала		11,7м2 .
	П

в) на частоте 2000 Гц
S				Aдоп	20,3м2 .
S	П		материала		20,3м2 .
	П

г) на частоте 4000 Гц
S				Aдоп	33,0м2 .
S	П		материала		33,0м2 .
	П

д) на частоте 8000 Гц
S				Aдоп	25,7м2 .
S	П		материала		25,7м2 .
	П

Так как площадь стен, покрытых штукатуркой, составляет 31м2, то можно рекомендовать в данном помещении покрыть плитами все стены для улучшения акустических свойств и снижения их отражательных свойств.

На частоте 4000 Гц нам не хватает 2 м2 чтобы использовать только плиты гипсовые перфорированные, поэтому заменим часть кресел на полумягкие. Таким образом, получаем:

Адоп=Адоп1+Адоп2=10,19+3=13,19


S			Aдоп1			10,19		25,5м2 (плиты _ гипс.)
	П	материала
					0,4

S П			Aдоп2		3		5шт(кресла _ полумягк.)
		материала			0,6

7. Принимаем требуемый		средний		уровень звукового поля исходя из соотношения

Nтр=70…74 дБ, равный 74 дБ.

8. Величина звукового давления речевого сигнала, соответствующего принятому уровню

звукового поля, согласно (3.10) равна:
	p	p	100,05Nтр		0,1 Па
	1	0
Квадрат величины диффузного звука, определяемого поглощающими свойствами данного
помещения, равен:
	16 p2 (1				)
p2		1		тр _ ср		0,0143Па
p2						0,0143Па
д		тр _ ср S
		тр _ ср S

где αтр_ср – среднее значение коэффициента αтр.

9. Определяем среднее значение акустического отношения:

Q	pд2	1,43
Q	p2	1,43
ср	p2
	1

10. Находим пределы изменения акустического отношения:

Qмин Qср10 0,1 Nпр 0,569

Qмакс Qср100,1 Nпр 3,592

таким образом, акустическое отношение для данного помещения находится в допустимых пределах. Определяем уровни поля прямого звука согласно (3.12) – (3.14):

Nпр.ср. Nтр 10lg(1 Qср ) 70,14дБ

		Nпр.мин Nтр				Nпр	70дБ
N		N		10 lg	(1 Qср )		71,70дБ
	д		тр
						Qср

11. Мощность, расходуемая на создание диффузного поля, согласно (3.18):

Pa' 0,25Aтр _ ср10(0,1Nд 12) 0,107мВт

где Aтр_ср – среднее значение эквиалентной площади звукопоглощения Aтр.

12. Требуемая акустическая мощность для обеспечения разборчивости речи в данном помещении согласно (3.17):

		P'		0,129мВт
Pa			a

	(1		тр _ ср )

13. Акустическая мощность речевого сигнала, согласно (3.19), составляет:

	4 p2
P	1	0,254мВт

a. pc	pc

Так как Pa.pc > Pa, то звукоусиления в данном помещении не требуется.

14. Минимальные расстояния до критических зон определяем по плану помещения и находим уровни звукового давления речевого сигнала в критических зонах согласно (3.21) и (3.22):

pкр rp1 , Па

min

rmin h2 l 2 , м

Nкр 20 lg pкр , дБ p0

результаты расчетов сведем в таблицу 8.

Примечание. В вариантах для самостоятельного расчета задано значение rmin. Необходимо принять его за среднее значение и расчеты выполнять на его основе.

Таблица 8 – Минимальные расстояния до критических зон и уровни звукового давления речевого сигнала в критических зонах

Наименование	Мин.	Величина звукового	Уровень звукового
критической зоны	расстояние, м	давления, Па	давления, дБ
Вентиляционная решетка	3,53	0,028	62,9
Дверной проем	1,58	0,063	70,0
Окно	1,0	0,1	74,0
Стена	0,5	0,2	80,0
Пол	1,0	0,1	74,0
Потолок	1,20	0,083	72,4
Батарея отопления	0,5	0,2	80,0

15. Согласно расчетным данным уровень звукового давления у стены может достигать 80 дБ (см. таблицу 8). Поэтому для определения спектральных составляющих речевого сигнала с указанным суммарным уровнем найдем его превышение над уровнем 70 дБ, указанном в таблице 4:

80 – 70 = 10 дБ

16.Далее вычисляем спектральные составляющие для BР’, прибавляя к значениям, указанным

втаблице 4 по 10 дБ. Это и будут значения спектрального уровня речевого сигнала, имеющего суммарный уровень 80 дБ.

17.Вычисляем спектральные уровни речи у поверхности критической зоны (Bкр) для минимального расстояния rмин=0,5 м по формуле (3.23).

Используя вычисленные значения фактического времени реверберации (см. таблицу 6) и

акустического отношения Qмакс=3,592, находим ΔLT и ΔLQ.

По формулам (3.24) и (3.26) вычисляем спектральные уровни помех (BП) и шумов (BШ1). Результаты вычислений сведем в таблицу 9.

Таблица 9 – Результаты вычислений спектральных уровней речевого сигнала, помех и шумов

Октавная частота, Гц	ВР’	ВКР	LQ, дБ	LT, дБ	KC, дБ	BП, дБ	BШ1, дБ
125	51,5	57,5	5,55	-4,26	19,46	39,35	41,34
250	53,5	59,5	5,55	-3,22	22,47	39,38	42,21
500	49,5	55,5	5,55	-1,99	25,49	33,60	37,37
1000	41,5	47,5	5,55	-1,38	28,49	23,20	28,17
2000	35,0	41,0	5,55	-1,04	31,50	14,03	19,83
4000	27,0	33,0	5,55	-1,10	34,51	2,96	12,96
8000	19,8	25,8	5,55	-1,98	37,53	-8,13	6,16
Суммарный уровень	80	86

18.По формулам (3.28) и (3.29) определяем суммарные уровни речевого сигнала внутри (L1)

ивне помещения (L2); при этом принимаем уровень звукоизоляции для кирпичной стены толщиной 520 мм, равный R=59 дБ (см. таблицу 5).

Если принять уровень усиления устройства прослушивания M=36 дБ, то тогда:

BР1 10 lg(100,1BКР 100,1BШ1 )

L1 10 lg( 100,1B Р1, К fОКТ,К ) 86дБ

К 1

L2=L1-R+M=86-59+36=63 дБ

19. Находим составляющие спектрального уровня для речевого сигнала вне помещения, соответствующие суммарному уровню L2, и по формулам (3.30) – (3.33) оцениваем суммарный спектральный уровень шумов BШΣ, делаем вывод о необходимости постановки маскирующего зашумления и рассчитываем его уровень. Результаты расчетов сводим в таблицу 10.

BР2 10lg(100,1BКР 100,1BШ 2 )

Таблица 10 – Результаты вычислений спектральных уровней речевого сигнала ВР2 и шумов ВШ

					Уровень
Октавная частота, Гц	BР2, дБ	BШΣ, дБ	BШΣ – ВР2, дБ	Установка	шумовой
Октавная частота, Гц	BР2, дБ	BШΣ, дБ	BШΣ – ВР2, дБ	защиты	маскировки,
				защиты	маскировки,
					Вшм
125	57,98	48,85	-9,13	требуется	11,13
250	59,98	50,67	-9,31	требуется	12,31
500	55,98	45,56	-9,42	требуется	14,42
1000	48,31	40,75	-7,56	требуется	13,56
2000	42,09	35,62	-6,84	требуется	14,48
4000	35,14	31,07	-4,07	требуется	14,07
8000	30,71	29,02	-1,68	требуется	13,68
Суммарный уровень	L2=63 дБ				Lшм=54,38 дБ

Как можно видеть из таблицы 10, наблюдается превышение сигнала над шумом на всех частотах, поэтому в данном случае на стены должно быть подано маскирующее зашумление с суммарным уровнем не менее 54,38 дБ.

Варианты для самостоятельной работы

Студент по указанию преподавателя выбирает вариант и подпункт задания. К примеру: вариант 2, подпункт 2.3. Студент из таблицы соответствующей варианту 2 берет колонку с данными 2.3.

Вариант 1.

Проверить эффективность защиты помещения от несанкционированного прослушивания речевой информации.

Исходные данные: длина помещения – 7 м; ширина помещения – 10 м; высота помещения – 4 м. Количество людей в помещении – 20. Занятый объем – 10 м3. Минимальное расстояние от критической зоны до места произнесения речи – 2 м.